JP2013101831A

JP2013101831A - Power supply system, battery unit, and method for checking abnormal operation of power supply system

Info

Publication number: JP2013101831A
Application number: JP2011244862A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kawasaki; 哲也川崎; Masahiko Azumakoji; 雅彦東小路
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-05-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply check conduction of an abnormal signal line.SOLUTION: A terminal resistance unit 3 is connected to a connector 4 of a battery unit 1Z at a terminal positioned at one end of plural battery units 1 multi-drop connected to each other, and a master unit 2 is connected to a first battery unit 1A positioned at the other end. A unit control part 13 is configured to transmit abnormal signals through an abnormal signal line AL when it detects abnormality, and the master unit 2 can detect that abnormality occurs in any of the battery units 1 and actuate a predetermined safety protection function when the abnormality signals are detected via the abnormal signal line AL. An abnormality operation checking unit 6 for checking an operation of the abnormal signal line AL can be connected to the connector 4 of the battery unit 1 at the terminal instead of the terminal resistance unit 3, and the abnormality operation checking unit 6 generates the abnormal signals in the abnormal signal line AL included in the connector 4.

Description

本発明は、直列や並列に接続された複数の電池セルを内蔵し電力を供給可能としたユニット状の電池ユニットを、複数台接続可能とした電源システム、電池ユニット及びこの電源システムにおいて、各電池ユニットの設置状態を確認するための方法に関する。 The present invention relates to a power supply system, a battery unit, and a battery system in which a plurality of unit-like battery units that can supply power by incorporating a plurality of battery cells connected in series or in parallel are provided. The present invention relates to a method for checking the installation state of a unit.

電池セルを多数内蔵して出力電圧と出力電流の両方を大きくしている電池ユニットを、ユニット状に構成して、複数台の電池ユニットを直列に接続することでより、より大きな電力を供給可能とした電源システムは開発されている。このような電源システムでは、図４に示すように各電池ユニット１を数珠繋ぎに接続して、一方の終端部分には管理用のマスタユニット２を、他方の終端部分には終端抵抗７を、それぞれ接続して、各電池ユニット１の動作を監視する構成が採用される。終端抵抗７は、ケーブル５の末端に終端抵抗７を接続してインピーダンス整合を図るための部材であり、ケーブル５の末端における高周波信号のエネルギーを消費させることで信号の不要な反射を防止する。一方、マスタユニット２は各電池ユニット１の動作を監視し、一部の電池ユニット１の電圧などに異常が生じた場合、これを検出して切り離したり出力を停止する。 A battery unit with many built-in battery cells that increases both output voltage and output current can be configured as a unit, and more battery units can be connected in series to supply more power. A power supply system has been developed. In such a power supply system, as shown in FIG. 4, the battery units 1 are connected in a daisy chain, one master terminal 2 for management, one terminal resistor 7 for the other terminal part, A configuration for connecting and monitoring the operation of each battery unit 1 is employed. The terminator 7 is a member for connecting the terminator 7 to the end of the cable 5 to achieve impedance matching. The terminal resistor 7 consumes high frequency signal energy at the end of the cable 5 to prevent unnecessary reflection of the signal. On the other hand, the master unit 2 monitors the operation of each battery unit 1, and when an abnormality occurs in the voltage of some of the battery units 1, it detects this and disconnects or stops output.

このようなユニット同士が接続された電源システムにおいては、ユニット間を接続する端子に、異常状態を検出する異常信号ラインを含んでいる。この異常信号ラインをＯＲで接続することにより、いずれかの電池ユニット１で異常が発生すると、異常信号ラインを通じてマスタユニット２側で、異常の発生を把握できる。例えば、マスタユニット２で異常発生を検知すると、安全保護機能を動作させて該当する電池ユニット１の動作を停止させるなど、必要な対策を講じる。このように、安全保護機能を確実に動作させるには、各電池ユニット１からマスタユニット２に対して異常信号ラインを通じて、異常信号を正しく伝達することが重要となる。このため、各電池ユニット１やマスタユニット２は、製造時において性能検査が実施されている。 In such a power supply system in which units are connected to each other, an abnormal signal line for detecting an abnormal state is included in a terminal connecting the units. By connecting this abnormality signal line with OR, when an abnormality occurs in any one of the battery units 1, it is possible to grasp the occurrence of the abnormality on the master unit 2 side through the abnormality signal line. For example, when the occurrence of an abnormality is detected in the master unit 2, necessary measures are taken such as operating the safety protection function to stop the operation of the corresponding battery unit 1. As described above, in order to reliably operate the safety protection function, it is important to correctly transmit an abnormal signal from each battery unit 1 to the master unit 2 through the abnormal signal line. For this reason, each battery unit 1 and master unit 2 is subjected to performance inspection at the time of manufacture.

しかしながら、電源システムを一旦現場において組み上げてしまうと、異常信号ラインが断線や接触不良なく正しく接続されているかどうかを確認することは容易でなかった。特に、各ユニットを実際に設置する際に配線されるケーブルに関しては、目視確認のみに頼っている状況であった。仮に、一時的に異常状態を生じさせて異常信号ラインからの異常信号が正しく伝達されるかを確認しようとすれば、電池ユニットを高温にするなどの異常状態を起こす必要があり、容易でない上電池ユニットに負担を与えることとなる。また、異常検出線の導通確認を行うために、仮想的に異常信号ラインを作動させるような回路を付加することも考えられるが、この場合は付加的な部材が必要となり、コストアップや構成の複雑化が生じることに加え、テスト終了後の運用時において、誤ってユーザがこの導通確認回路のスイッチを押下してしまうと、異常と検出されてしまうといった問題もあった。このため、従来は単に目視のみで接続確認を行わざるを得ず、信頼性の面で劣るという状況にあった。 However, once the power supply system is assembled on site, it is not easy to check whether the abnormal signal line is correctly connected without disconnection or contact failure. In particular, the cables that are wired when each unit is actually installed depend on only visual confirmation. If an abnormal state is temporarily generated to check whether the abnormal signal from the abnormal signal line is correctly transmitted, it is necessary to cause an abnormal state such as a high temperature of the battery unit. This will place a burden on the battery unit. In order to check the continuity of the abnormality detection line, it may be possible to add a circuit that virtually operates the abnormality signal line. However, in this case, an additional member is required, which increases the cost and configuration. In addition to the complication, there is a problem that if the user accidentally presses the switch of the continuity check circuit during operation after the test is finished, an abnormality is detected. For this reason, in the past, it was necessary to confirm the connection only by visual observation, and the situation was inferior in terms of reliability.

特開平９−３０６４４６号公報JP-A-9-306446

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、異常信号ラインの導通確認を容易に行うことのできる電源システム、電池ユニット及び電源システムの異常時動作確認方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems. A main object of the present invention is to provide a power supply system, a battery unit, and an operation check method for abnormal operation of a power supply system that can easily check the conduction of an abnormal signal line.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記目的を達成するために、本発明の第１の電源システムによれば、マスタユニット２と、一方の端部に前記マスタユニット２を接続するようにマルチドロップ接続される、複数の電池ユニット１と、前記マルチドロップ接続された複数の電池ユニット１の他方の端部に接続される終端抵抗ユニット３と、を備える電源システムであって、各電池ユニット１は、複数の電池セル１１を直列及び／又は並列に接続した一以上の電池ブロック１２と、前記電池ユニット１を制御するユニット制御部１３と、前記ユニット制御部１３と接続される一対のコネクタ４と、を備えており、各電池ユニット１同士はコネクタ４同士を介して接続されており、前記マルチドロップ接続された複数の電池ユニット１の一方の端部に位置する終端の電池ユニット１Ｚの、一方のコネクタ４が前記終端抵抗ユニット３と接続されており、前記マルチドロップ接続された複数の電池ユニット１の他方の端部に位置する第一電池ユニット１Ａの、一方のコネクタ４が前記マスタユニット２と接続されており、前記コネクタ４は、異常信号ラインＡＬを含んでおり、前記ユニット制御部１３は、異常を検出すると、前記異常信号ラインＡＬを通じて異常信号を送信するよう構成されており、前記マスタユニット２は、異常信号ラインＡＬを介して異常信号が検出されると、いずれかの電池ユニット１で異常が発生したことを検出して所定の安全保護機能を動作可能であり、前記終端の電池ユニット１のコネクタ４には、前記終端抵抗ユニット３に代えて、異常信号ラインＡＬの動作確認を行う異常時動作確認ユニット６を接続可能としており、前記異常時動作確認ユニット６は、前記コネクタ４に含まれる異常信号ラインＡＬに、異常信号を生じさせるよう構成できる。これにより、電源システムの構築後に、終端抵抗ユニットに代えて異常時動作確認ユニットを接続することで、仮想的に異常信号を生じさせて、マスタユニットの安全保護機能が機能するかどうかを確認する異常時動作確認テストを行える。このため、従来困難であった、異常検出が正常に動作するように適切な接続が行われているかどうかの確認を、信頼性高く行えるという利点が得られる。特に、最終段に接続された異常時動作確認ユニットから、マスタユニットまでの配線を、一度に確認できる利点が得られる。 To achieve the above object, according to the first power supply system of the present invention, a plurality of battery units 1 that are multidrop-connected so as to connect the master unit 2 to one end of the master unit 2. And a termination resistor unit 3 connected to the other end of the plurality of battery units 1 connected in a multidrop manner, each battery unit 1 connecting a plurality of battery cells 11 in series and And / or one or more battery blocks 12 connected in parallel, a unit control unit 13 for controlling the battery unit 1, and a pair of connectors 4 connected to the unit control unit 13. The terminal battery units 1 are connected to each other via connectors 4 and are located at one end of the plurality of battery units 1 connected in a multidrop manner. One connector 4 of Z is connected to the termination resistor unit 3, and one connector 4 of the first battery unit 1A located at the other end of the plurality of battery units 1 connected in a multidrop manner is Connected to the master unit 2, the connector 4 includes an abnormal signal line AL, and the unit controller 13 is configured to transmit an abnormal signal through the abnormal signal line AL when detecting an abnormality. When the abnormality signal is detected via the abnormality signal line AL, the master unit 2 can detect that an abnormality has occurred in any one of the battery units 1 and can operate a predetermined safety protection function. In addition, the terminal 4 of the battery unit 1 is connected to the terminal resistor unit 3 in place of the terminal resistor unit 3 to check the operation of the abnormal signal line AL. The Tsu Miyako 6 has a connectable, said abnormal operation confirmation unit 6, the abnormal signal line AL included in the connector 4 can be configured to produce an abnormality signal. As a result, after the power supply system is constructed, an abnormal operation signal is virtually generated by connecting an abnormal operation check unit instead of the termination resistor unit, and it is confirmed whether the safety protection function of the master unit functions. An abnormal operation check can be performed. For this reason, there is an advantage that it can be confirmed with high reliability whether or not an appropriate connection has been made so that abnormality detection operates normally, which has been difficult in the past. In particular, there is an advantage that the wiring from the abnormal operation check unit connected to the final stage to the master unit can be checked at a time.

また第２の電源システムによれば、前記マスタユニット２は、前記マルチドロップ接続された複数の電池ユニット１の異常信号ラインＡＬを、ＯＲ接続できる。これにより、いずれか一の電池ユニットで異常が発生したことをマスタユニット側で容易に検出できる。 Further, according to the second power supply system, the master unit 2 can OR connect the abnormality signal lines AL of the plurality of battery units 1 connected in a multidrop manner. Thereby, it can be easily detected on the master unit side that an abnormality has occurred in any one of the battery units.

さらに第３の電源システムによれば、前記異常信号ラインＡＬを、ＨＩＧＨ状態又はＬＯＷ状態とすることで、異常信号を表現するよう構成できる。これにより、極めて簡単に異常信号の発生を検知できる。 Furthermore, according to the third power supply system, an abnormal signal can be expressed by setting the abnormal signal line AL to a HIGH state or a LOW state. Thereby, the occurrence of an abnormal signal can be detected very easily.

さらにまた第４の電源システムによれば、前記コネクタ４を、規格化されたコネクタ４とできる。これにより、ＲＪ４５などの既存のコネクタを利用できるので、コネクタやケーブルに汎用品を利用して製造コストを低減できる。 Furthermore, according to the fourth power supply system, the connector 4 can be a standardized connector 4. Thereby, since existing connectors, such as RJ45, can be utilized, a manufacturing cost can be reduced by using a general-purpose product for a connector and a cable.

さらにまた第５の電源システムによれば、前記コネクタ４が、接地された接地ライン５３を含んでおり、前記異常時動作確認ユニット６は、前記コネクタ４と接続される動作確認コネクタ４４を備えており、前記動作確認コネクタ４４は、異常信号ラインＡＬと接地ライン５３とを接続することができる。これにより、既存の接地ラインを利用して動作確認試験時の状態を容易に作り出すことができ、製造コストを極めて安価にできる利点が得られる。 Furthermore, according to the fifth power supply system, the connector 4 includes a grounded ground line 53, and the abnormal operation check unit 6 includes an operation check connector 44 connected to the connector 4. The operation check connector 44 can connect the abnormal signal line AL and the ground line 53. As a result, it is possible to easily create a state at the time of the operation confirmation test using an existing ground line, and to obtain an advantage that the manufacturing cost can be extremely reduced.

さらにまた第６の電池ユニットによれば、複数の電池セル１１を直列及び／又は並列に接続した一以上の電池ブロック１２と、前記電池ブロック１２を制御するユニット制御部１３と、前記ユニット制御部１３と接続される一対のコネクタ４と、を備える電池ユニット１であって、前記コネクタ４に、他の電池ユニット１、電池ユニット１を制御するマスタユニット２、終端抵抗ユニット３のいずれかを接続可能としており、複数の電池ユニット１をマルチドロップ接続して、一方の端部に位置する電池ユニット１にマスタユニット２を、他方の端部に位置する電池ユニット１Ｚに終端抵抗ユニット３を接続して電源システムを構築可能とした電池ユニットであって、前記コネクタ４は、異常信号ラインＡＬを含んでおり、前記ユニット制御部１３は、異常を検出すると、前記異常信号ラインＡＬを通じて異常信号を送信するよう構成されており、前記コネクタ４には、前記終端抵抗ユニット３に代えて、前記コネクタ４に含まれる異常信号ラインＡＬに異常信号を生じさせることで、異常信号ラインＡＬの動作確認を行う異常時動作確認ユニット６を接続可能とできる。これにより、電源システムの構築後に、終端抵抗ユニットに代えて異常時動作確認ユニットを接続することで、仮想的に異常信号を生じさせてテストを行える。このため、従来困難であった、異常検出が正常に動作するかどうかの確認作業を容易に行える利点が得られる。 Furthermore, according to the sixth battery unit, one or more battery blocks 12 in which a plurality of battery cells 11 are connected in series and / or in parallel, a unit controller 13 for controlling the battery blocks 12, and the unit controller The battery unit 1 includes a pair of connectors 4 connected to the connector 13, and the connector 4 is connected to any one of the other battery unit 1, the master unit 2 that controls the battery unit 1, and the termination resistor unit 3. A plurality of battery units 1 are connected by multidrop connection, and a master unit 2 is connected to a battery unit 1 located at one end, and a termination resistor unit 3 is connected to a battery unit 1Z located at the other end. A battery unit that enables construction of a power supply system, wherein the connector 4 includes an abnormal signal line AL, and the unit control 13 is configured to transmit an abnormal signal through the abnormal signal line AL when an abnormality is detected, and the connector 4 includes an abnormal signal line AL included in the connector 4 instead of the termination resistor unit 3. By generating an abnormal signal, the abnormal operation check unit 6 for checking the operation of the abnormal signal line AL can be connected. Thereby, after the construction of the power supply system, a test can be performed by virtually generating an abnormal signal by connecting an abnormal operation check unit instead of the terminal resistance unit. For this reason, there is an advantage that it is possible to easily confirm whether or not abnormality detection operates normally, which has been difficult in the past.

さらにまた第７の異常時動作確認ユニットによれば、マスタユニット２と、マスタユニット２とマルチドロップ接続されている複数の電池ユニット１と、複数の電池ユニット１の端縁で、マスタユニット２と反対側の端縁に接続される終端抵抗ユニット３と、を接続した電源システムにおいて、各ユニットを接続する接続ラインに含まれる異常信号ラインＡＬの動作を確認するための異常時動作確認ユニットであって、電池ユニット１のコネクタ４に接続可能な動作確認コネクタ４４と、前記動作確認コネクタ４４に含まれる電気信号端子の内、該動作確認コネクタ４４と接続される、電池ユニット１のコネクタ４に含まれる、異常信号ラインＡＬの接続端子と、該動作確認コネクタ４４と接続される、電池ユニット１のコネクタ４に含まれる、接地ラインの接続端子とを接続するための、異常信号発生手段と、を備えており、終端抵抗ユニット３に代えて異常時動作確認ユニット６を電池ユニット１に接続することで、異常信号を仮想的に生成して、異常時動作確認試験を行えるように構成できる。これにより、電源システムの構築後に、終端抵抗ユニットに代えて異常時動作確認ユニットを接続することで、仮想的に異常信号を生じさせてテストを行える。このため、従来困難であった、異常検出が正常に動作するかどうかの確認作業を容易に行える利点が得られる。特に、コネクタに含まれる既存の接地ラインを利用して動作確認試験時の状態を容易に作り出すことができ、製造コストを極めて安価にできる利点が得られる。 Furthermore, according to the seventh abnormal operation check unit, the master unit 2, the plurality of battery units 1 that are multidrop-connected to the master unit 2, and the master unit 2 at the edges of the plurality of battery units 1 In the power supply system in which the terminating resistor unit 3 connected to the opposite edge is connected, this is an abnormal operation check unit for checking the operation of the abnormal signal line AL included in the connection line connecting each unit. The operation check connector 44 that can be connected to the connector 4 of the battery unit 1 and the electric signal terminal included in the operation check connector 44 included in the connector 4 of the battery unit 1 connected to the operation check connector 44. Included in the connector 4 of the battery unit 1 connected to the connection terminal of the abnormal signal line AL and the operation check connector 44. And an abnormal signal generating means for connecting to the connection terminal of the ground line. By connecting the abnormal operation check unit 6 to the battery unit 1 instead of the termination resistor unit 3, an abnormal signal is generated. It can be configured so that it can be virtually generated and an abnormal operation check can be performed. Thereby, after the construction of the power supply system, a test can be performed by virtually generating an abnormal signal by connecting an abnormal operation check unit instead of the terminal resistance unit. For this reason, there is an advantage that it is possible to easily confirm whether or not abnormality detection operates normally, which has been difficult in the past. In particular, an existing ground line included in the connector can be used to easily create a state at the time of the operation confirmation test, and an advantage that the manufacturing cost can be extremely reduced can be obtained.

さらにまた第８の電源システムの異常時動作確認方法によれば、マスタユニット２と、前記マスタユニット２とマルチドロップ接続されている複数の電池ユニット１と、複数の電池ユニット１の端縁で、前記マスタユニット２と反対側の端縁に接続される終端抵抗ユニット３と、を接続した電源システムにおいて、各ユニットを接続する接続ラインに含まれる異常信号ラインＡＬの動作を確認するための異常時動作確認方法であって、複数の電池ユニット１をコネクタ４を介してマルチドロップ接続すると共に、一方の端縁に位置する電池ユニット１にマスタユニット２を接続し、他方の端部に位置する電池ユニット１Ｚに、異常信号ラインＡＬの動作確認用の異常時動作確認ユニット６を接続する工程と、前記異常時動作確認ユニット６が、該異常時動作確認ユニット６と接続された電池ユニット１のコネクタ４に含まれる異常信号ラインＡＬに対して異常信号を生じさせることで、異常信号ラインＡＬの動作確認を行う工程と、前記動作確認工程の終了後に、前記異常時動作確認ユニット６を該他方の端部に位置する電池ユニット１Ｚから取り外すと共に、コネクタ４間の電気信号の伝送におけるインピーダンス整合を行うための終端抵抗ユニット３を接続する工程と、を含むことができる。これにより、電源システムの構築後に、終端抵抗ユニットに代えて異常時動作確認ユニットを接続することで、仮想的に異常信号を生じさせてテストを行える。このため、従来困難であった、異常検出が正常に動作するかどうかの確認作業を容易に行える利点が得られる。 Furthermore, according to the abnormal operation check method of the eighth power supply system, at the edges of the master unit 2, the plurality of battery units 1 that are multidrop connected to the master unit 2, and the plurality of battery units 1. In the power supply system in which the termination resistor unit 3 connected to the opposite edge of the master unit 2 is connected, when an abnormality occurs to confirm the operation of the abnormality signal line AL included in the connection line connecting each unit A method for confirming operation, in which a plurality of battery units 1 are connected in a multi-drop manner via a connector 4, a master unit 2 is connected to a battery unit 1 located on one edge, and a battery located on the other end. Connecting the unit 1Z with an abnormal operation check unit 6 for checking the operation of the abnormal signal line AL, and the abnormal operation check unit 6; A step of confirming the operation of the abnormal signal line AL by generating an abnormal signal with respect to the abnormal signal line AL included in the connector 4 of the battery unit 1 connected to the abnormal operation confirming unit 6; After completion of the process, the abnormal operation check unit 6 is removed from the battery unit 1Z located at the other end, and a termination resistor unit 3 for performing impedance matching in the transmission of electrical signals between the connectors 4 is connected. And a process. Thereby, after the construction of the power supply system, a test can be performed by virtually generating an abnormal signal by connecting an abnormal operation check unit instead of the terminal resistance unit. For this reason, there is an advantage that it is possible to easily confirm whether or not abnormality detection operates normally, which has been difficult in the past.

さらにまた第９の電源システムの異常時動作確認方法によれば、前記コネクタ４が、接地された接地ライン５３を含んでおり、前記異常時動作確認ユニット６は、前記コネクタ４と接続される動作確認コネクタ４４を備えており、前記動作確認コネクタ４４は、異常信号ラインＡＬと接地ライン５３とを接続することができる。これにより、既存の接地ラインを利用して動作確認試験時の状態を容易に作り出すことができ、製造コストを極めて安価にできる利点が得られる。 Furthermore, according to the ninth operation check method for the power supply system, the connector 4 includes the grounded ground line 53, and the operation check unit 6 for abnormal operation is connected to the connector 4. A confirmation connector 44 is provided, and the operation confirmation connector 44 can connect the abnormal signal line AL and the ground line 53. As a result, it is possible to easily create a state at the time of the operation confirmation test using an existing ground line, and to obtain an advantage that the manufacturing cost can be extremely reduced.

本発明の実施例１に係る電源システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply system which concerns on Example 1 of this invention. 図１の終端抵抗ユニットに代えて、異常時動作確認ユニットを接続して異常時動作確認を行う様子を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a mode that it replaces with the termination | terminus resistor unit of FIG. 1, and an abnormal operation check unit is connected and an abnormal operation check is performed. 電池ユニットの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a battery unit. 電池ユニットの端縁にマスタユニットと終端抵抗を接続した電源システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power supply system which connected the master unit and termination resistance to the edge of a battery unit.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電源システム、電池ユニット、異常時動作確認ユニット及び電源システムの異常時動作確認方法を例示するものであって、本発明は電源システム、電池ユニット、異常時動作確認ユニット及び電源システムの異常時動作確認方法を以下のものに特定しない。特に本明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記しているが、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
（実施例１） Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a power supply system, a battery unit, an abnormal operation check unit, and an abnormal operation check method of the power supply system for embodying the technical idea of the present invention. The invention does not specify the power supply system, the battery unit, the abnormal operation check unit, and the abnormal operation check method of the power supply system as follows. In particular, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as “claims” and “means for solving the problems”. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to the description unless otherwise specified. It's just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. In addition, the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.
Example 1

図１に、本発明の実施例１に係る電源システム１００を示す。この電源システム１００は、マスタユニット２と、複数台の電池ユニット１と、終端抵抗ユニット３とをマルチドロップ接続している。各電池ユニット１は、複数の電池セル１１を内蔵しており、その出力ラインＰＬを系統出力として、各種の負荷に接続して、電源として駆動電力を供給する。電池ユニット１の電池セル１１は、外部の商用電源や、太陽光発電などの電力を受けて充電可能であり、また蓄電された電力を放電して、電力供給源として機能する。マスタユニット２は、複数台の電池ユニット１の充放電状態を監視する。 FIG. 1 shows a power supply system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In the power supply system 100, the master unit 2, the plurality of battery units 1, and the termination resistor unit 3 are multidrop connected. Each battery unit 1 incorporates a plurality of battery cells 11, and the output line PL is connected to various loads as a system output to supply driving power as a power source. The battery cell 11 of the battery unit 1 can be charged by receiving power from an external commercial power source or solar power generation, and functions as a power supply source by discharging the stored power. The master unit 2 monitors the charge / discharge states of the plurality of battery units 1.

電池ユニット１は、一対のコネクタ４を備えている。一対のコネクタ４は、上流側コネクタ４１と下流側コネクタ４２で構成される。なお、本明細書ではマルチドロップ接続において、マスタユニット２側を上流側、終端抵抗ユニット３側を下流側と呼ぶ。各ユニットは、ケーブル５やコネクタ４を介して接続される。具体的には、マスタユニット２と電池ユニット１、及び終端抵抗ユニット３と電池ユニット１とは、コネクタ４同士を係合して接続される。ここではマスタユニット２は、終端の電池ユニット１Ｚの上流側コネクタ４１と接続される。また終端抵抗ユニット３は、終端の電池ユニット１Ｚの下流側コネクタ４２と接続される。さらに電池ユニット１同士は、ケーブル５を介して接続される。ケーブル５は、信号線を並列に接続したリボン状のパラレルケーブルである。
（マスタユニット２） The battery unit 1 includes a pair of connectors 4. The pair of connectors 4 includes an upstream connector 41 and a downstream connector 42. In the present specification, in the multi-drop connection, the master unit 2 side is referred to as an upstream side, and the termination resistance unit 3 side is referred to as a downstream side. Each unit is connected via a cable 5 or a connector 4. Specifically, the master unit 2 and the battery unit 1 and the terminal resistance unit 3 and the battery unit 1 are connected by engaging the connectors 4 with each other. Here, the master unit 2 is connected to the upstream connector 41 of the terminal battery unit 1Z. The terminating resistor unit 3 is connected to the downstream connector 42 of the terminating battery unit 1Z. Further, the battery units 1 are connected to each other via a cable 5. The cable 5 is a ribbon-like parallel cable in which signal lines are connected in parallel.
(Master unit 2)

図の例では、電池からの直列接続して出力しているが、並列接続としてもよい。マスタユニット２は、マルチドロップ接続の終端に接続されて、各電池ユニット１を制御、管理する。出力電流をモニタしたり、各電池ユニット１の充電状態、放電状態を監視して、異常状態を検出する。このマスタユニット２は、保護回路として機能する。マスタユニット２の内部には、各電池ユニット１の電流値をモニタして、所定の閾値電流を超えると過電流と判定して、警告を発したり、電池ユニット１の交換を促す。また、マスタユニット２は、別途、設けられる電気回路にて電流を遮断する指示を出すこともできる。 In the example of the figure, the battery is connected in series and output, but it may be connected in parallel. The master unit 2 is connected to the end of the multi-drop connection, and controls and manages each battery unit 1. An abnormal state is detected by monitoring the output current or monitoring the charging state and discharging state of each battery unit 1. The master unit 2 functions as a protection circuit. Inside the master unit 2, the current value of each battery unit 1 is monitored, and when a predetermined threshold current is exceeded, it is determined as an overcurrent, and a warning is issued or the battery unit 1 is exchanged. The master unit 2 can also issue an instruction to cut off the current using an electric circuit provided separately.

さらにマスタユニット２は、接続されている各電池ユニット１に内蔵される電池ブロック１２の並列数を検出可能としている。また保護回路は、この検出された電池ブロック１２の並列数に応じて、電池ブロック１２を過電流から保護するための、閾値電流の設定を自動で変更することもできる。 Furthermore, the master unit 2 can detect the parallel number of the battery blocks 12 incorporated in each connected battery unit 1. Further, the protection circuit can automatically change the setting of the threshold current for protecting the battery block 12 from overcurrent according to the detected parallel number of the battery blocks 12.

またマスタユニット２は、必要に応じて外部機器と通信するための通信インターフェースや、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。例えば電源コントローラに操作部としてキーボードやマウス、タッチパネルやコンソール等の入力デバイスを接続し、最大電流量を規定したり、接続された電池ユニットの使用可否を設定できる。また、電池ユニットに異常が発生した際にユーザに告知するための表示パネルや表示灯を設けてもよい。
（終端抵抗ユニット３） The master unit 2 can also be provided with a communication interface for communicating with an external device and a user interface for a user to operate the power supply system as necessary. For example, an input device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a console can be connected to the power controller as an operation unit, so that the maximum amount of current can be defined and the use / nonuse of the connected battery unit can be set. Moreover, you may provide the display panel and indicator lamp for notifying a user when abnormality arises in a battery unit.
(Terminal resistor unit 3)

終端抵抗ユニット３は、マルチドロップ接続されるコネクタ４の終端に装着する部材であり、インピーダンス整合などを目的として利用される。このため、図１に示すようにデータライン同士の間に、終端抵抗器３１を接続している。この終端抵抗ユニット３は、終端コネクタ４３を備えており、終端コネクタ４３が終端の電池ユニット１Ｚの下流側コネクタ４２と接続される。終端抵抗器３１は、データラインと接続される。また終端コネクタ４３は、識別情報入力ライン５２（詳細は後述）と接地ライン５３とを、接続検出抵抗器３２を介して接地している。接続検出抵抗器３２の抵抗値は、終端抵抗器３１よりも抵抗値を大きくしている。この例では、終端抵抗器３１を１２０Ωとするのに対し、接続検出抵抗器３２を２．２ｋΩとしている。なお、この終端抵抗ユニット３には、後述する識別情報は特に設定されないが、例えば終端抵抗ユニット３のＩＤ情報を０と捉えて処理することもできる。
（電池ユニット１） The termination resistor unit 3 is a member that is attached to the termination of the multi-drop connected connector 4 and is used for the purpose of impedance matching and the like. For this reason, a terminating resistor 31 is connected between the data lines as shown in FIG. The termination resistor unit 3 includes a termination connector 43, and the termination connector 43 is connected to the downstream connector 42 of the termination battery unit 1Z. The termination resistor 31 is connected to the data line. Further, the terminal connector 43 grounds the identification information input line 52 (details will be described later) and the ground line 53 via the connection detection resistor 32. The resistance value of the connection detection resistor 32 is larger than that of the termination resistor 31. In this example, the termination resistor 31 is set to 120Ω, while the connection detection resistor 32 is set to 2.2 kΩ. Note that identification information to be described later is not particularly set in the termination resistor unit 3, but for example, the ID information of the termination resistor unit 3 can be regarded as 0 and processed.
(Battery unit 1)

電池ユニット１は、マスタユニット２をマスタとするマスタ−スレーブ通信の、スレーブ側として機能する。各電池ユニット１は、一以上の電池ブロック１２と、ユニット制御部１３と、一対のコネクタ４と、出力ラインＰＬとを備えている。
（電池ブロック１２） The battery unit 1 functions as a slave side of master-slave communication using the master unit 2 as a master. Each battery unit 1 includes one or more battery blocks 12, a unit control unit 13, a pair of connectors 4, and an output line PL.
(Battery block 12)

電池ブロック１２は、充電可能な二次電池セルを複数、直列に接続したものである。また電池ブロック１２同士は、並列に接続されている。なお、電池セル１１や電池ブロック１２の接続形態はこの接続例に限られるものでなく、例えば複数の電池セルを並列に接続した電池ブロックを直列に接続することもできる。一方で電池ブロック１２の出力は、出力ラインＰＬから出力される。電池ブロック１２間で出力ラインＰＬ同士を直列又は並列に接続して、電源システムの出力を得る。また一方で、電池ブロック１２からの信号線がユニット制御部１３にも接続されており、電池ブロック１２の温度や電流値等をユニット制御部１３で管理する。
（ユニット制御部１３） The battery block 12 includes a plurality of rechargeable secondary battery cells connected in series. The battery blocks 12 are connected in parallel. In addition, the connection form of the battery cell 11 and the battery block 12 is not restricted to this connection example, For example, the battery block which connected the some battery cell in parallel can also be connected in series. On the other hand, the output of the battery block 12 is output from the output line PL. The output lines PL are connected in series or in parallel between the battery blocks 12 to obtain the output of the power supply system. On the other hand, the signal line from the battery block 12 is also connected to the unit control unit 13, and the temperature and current value of the battery block 12 are managed by the unit control unit 13.
(Unit control unit 13)

ユニット制御部１３は、電池ユニット１を制御する部材であって、他の電池ユニット１やマスタユニット２とデータ通信したり、電池ユニット１の識別情報を取得する識別情報取得モードを実行する等、各種の制御を行う。ユニット制御部１３は、ＤＳＰやマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＣＰＵ、ＬＳＩ、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のゲートアレイで実現できる。 The unit control unit 13 is a member that controls the battery unit 1 and performs data communication with other battery units 1 and the master unit 2 or executes an identification information acquisition mode for acquiring identification information of the battery unit 1. Perform various controls. The unit controller 13 can be realized by a gate array such as a DSP, a microprocessor (MPU), a CPU, an LSI, an FPGA, or an ASIC.

このユニット制御部１３を駆動するための駆動電力は、電池ブロック１２から供給される。これによって電池ユニット１は自律的に駆動できる。なお、各電池ユニットに対して、外部から駆動電力を供給するよう構成してもよい。この場合は、例えばコネクタに電源ラインを含める。これにより、コネクタ同士の接続のみで通信と電力供給が実現でき、構成の簡素化に寄与できる。 Driving power for driving the unit controller 13 is supplied from the battery block 12. Thereby, the battery unit 1 can be driven autonomously. In addition, you may comprise so that driving electric power may be supplied from the exterior with respect to each battery unit. In this case, for example, a power supply line is included in the connector. Thereby, communication and power supply can be realized only by connecting the connectors, which can contribute to simplification of the configuration.

この図に示すユニット制御部１３は、コネクタ４と接続する端子として、送信データ端子ＴＸＤ、受信データ端子ＲＸＤ、ＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮ、ＩＤ出力端子ＩＤ＿ＯＵＴを設けている。送信データ端子ＴＸＤはＤＡＴＡ＋端子と、受信データ端子ＲＸＤはＤＡＴＡ−端子と、アイソレータ１４を介してそれぞれ接続される。ＤＡＴＡ＋端子とＤＡＴＡ−端子とは、データラインと接続される。またＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮは識別情報入力ライン５２と、ＩＤ出力端子ＩＤ＿ＯＵＴは識別情報出力ライン５１と、フォトカプラ１５を介してそれぞれ接続している。これによって、電気的には絶縁された状態でユニット制御部１３とコネクタ４とを接続できる。なおＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮに接続されたフォトカプラ１５は、反転出力としている。
（コネクタ４） The unit controller 13 shown in this figure is provided with a transmission data terminal TXD, a reception data terminal RXD, an ID input terminal ID_IN, and an ID output terminal ID_OUT as terminals connected to the connector 4. The transmission data terminal TXD is connected to the DATA + terminal, and the reception data terminal RXD is connected to the DATA− terminal via the isolator 14. The DATA + terminal and the DATA− terminal are connected to the data line. The ID input terminal ID_IN is connected to the identification information input line 52, and the ID output terminal ID_OUT is connected to the identification information output line 51 via the photocoupler 15, respectively. Thereby, the unit controller 13 and the connector 4 can be connected in an electrically insulated state. The photocoupler 15 connected to the ID input terminal ID_IN is an inverted output.
(Connector 4)

コネクタ４は上述の通り、上流側コネクタ４１と下流側コネクタ４２で構成される。コネクタ４からの信号線は、ユニット制御部１３と接続されている。電池ユニット１同士の接続においては、ケーブル５を用いて、隣接する電池ユニット１の上流側コネクタ４１と、下流側コネクタ４２とを接続する。また電圧ライン５４には、マスタユニット２から１２Ｖの電圧が印加される。 As described above, the connector 4 includes the upstream connector 41 and the downstream connector 42. A signal line from the connector 4 is connected to the unit controller 13. In connection between the battery units 1, the cable 5 is used to connect the upstream connector 41 and the downstream connector 42 of the adjacent battery units 1. A voltage of 12 V is applied to the voltage line 54 from the master unit 2.

図１に示すように、ユニット制御部１３のＩＤ出力端子ＩＤ＿ＯＵＴは、上流側コネクタ４１の識別情報出力ライン５１と電気的に接続される。またユニット制御部１３のＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮは、下流側コネクタ４２の識別情報入力ライン５２と電気的に接続される。この結果、隣接する電池ユニット１同士の間では、識別情報出力ライン５１と識別情報入力ライン５２が接続されることとなる。 As shown in FIG. 1, the ID output terminal ID_OUT of the unit controller 13 is electrically connected to the identification information output line 51 of the upstream connector 41. The ID input terminal ID_IN of the unit controller 13 is electrically connected to the identification information input line 52 of the downstream connector 42. As a result, the identification information output line 51 and the identification information input line 52 are connected between the adjacent battery units 1.

このＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮは、識別情報を各電池ユニット１に付与する識別情報取得モードの実行を命令する識別情報付与実行手段となっている。すなわち、ＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮがアクティブとなると、このユニット制御部１３は識別情報取得モードに移行してＩＤ付与を実行する。この例では、ＩＤ入力端子ＩＤ＿ＩＮがＨＩＧＨ信号の場合は非アクティブで、ＬＯＷ信号が入力されるとアクティブとなり、ＩＤ自動取得機能が働くよう構成されている。 This ID input terminal ID_IN is an identification information addition execution means for instructing execution of an identification information acquisition mode for giving identification information to each battery unit 1. That is, when the ID input terminal ID_IN becomes active, the unit control unit 13 shifts to the identification information acquisition mode and executes ID assignment. In this example, when the ID input terminal ID_IN is a HIGH signal, it is inactive, and when the LOW signal is input, it becomes active, and the ID automatic acquisition function works.

またこの電池ユニット１は、一旦付与されたＩＤ情報を保持するＥ2ＰＲＯＭのような不揮発性メモリを有していない。このため各電池ユニット１のＩＤ情報は、電池ユニット１の電源を落とすと消失するが、電源投入時すなわち電池ユニット１の起動時に、再び自動的にＩＤ情報が各電池ユニット１に付与されるＩＤ自動取得機能を備えている。また、電池ユニット１の起動時には、一律に初期値が再設定されるように構成されている。これにより、電池ユニット１の製造時や接続時に、予め異なるＩＤ情報を設定する必要が無く、製造工程や設置作業を省力化できる利点が得られる。なおＩＤ情報の初期値は、ＩＤ情報として取り得る最大の値、例えばＩＤ＝２５５を設定しておき、一方でＩＤ自動取得機能により自動で取得されるＩＤ情報を０又は１を初期値として昇順に付与することで、自動取得されるＩＤ情報の値と初期値との抵触を回避できる。 The battery unit 1 does not have a non-volatile memory such as E2PROM that holds ID information once assigned. For this reason, the ID information of each battery unit 1 disappears when the power of the battery unit 1 is turned off, but the ID information is automatically given to each battery unit 1 again when the power is turned on, that is, when the battery unit 1 is started. It has an automatic acquisition function. In addition, when the battery unit 1 is activated, the initial value is uniformly reset. Thereby, there is no need to set different ID information in advance when the battery unit 1 is manufactured or connected, and an advantage that the manufacturing process and installation work can be saved can be obtained. The initial value of ID information is set to the maximum value that can be taken as ID information, for example, ID = 255, while ID information automatically acquired by the ID automatic acquisition function is set in ascending order with 0 or 1 as the initial value. By assigning to the ID, it is possible to avoid the conflict between the automatically acquired ID information value and the initial value.

この電源システムでは、複数台の電池ユニット１が接続された状態で、自動で各電池ユニット１に対して識別情報を割り振ることが可能となり、既存の方法よりも安価でかつ簡単にアドレス設定を行うことができる。また、複数台の電池ユニット１を接続して、大容量の電源システムを構築できる。接続数を調整することで、容量を調整でき、要求される規模に応じた電源システムを柔軟に構築できる。また、いずれかの電池セルに異常が発生しても、異常な電池セルを含む電池ユニットのみを交換可能とすることで、電池交換に要する費用を削減できる利点も得られる。
（電源システムの異常時動作確認方法） In this power supply system, it is possible to automatically assign identification information to each battery unit 1 in a state where a plurality of battery units 1 are connected, and it is cheaper and easier to set addresses than existing methods. be able to. Moreover, a large capacity power supply system can be constructed by connecting a plurality of battery units 1. By adjusting the number of connections, the capacity can be adjusted and a power supply system according to the required scale can be flexibly constructed. In addition, even if an abnormality occurs in any of the battery cells, only the battery unit including the abnormal battery cell can be replaced, thereby obtaining an advantage that the cost required for battery replacement can be reduced.
(How to check the operation when the power system is abnormal)

次に、電源システムの異常時における動作が正常に行えるかどうかを確認する方法について、図２に基づいて説明する。この図に示す電池ブロックは、図１の終端抵抗ユニット３に代えて、異常時動作確認ユニット６を接続している。 Next, a method for confirming whether or not the operation when the power supply system is abnormal can be normally described with reference to FIG. The battery block shown in this figure is connected to an abnormal operation check unit 6 instead of the termination resistor unit 3 of FIG.

上述した電池ユニット１同士の間や、電池ユニット１とマスタユニット２間、あるいは電池ユニット１の終端抵抗ユニット３間を接続するコネクタ４には、異常信号ラインＡＬを含んでいる。各電池ユニット１は、何らかの異常を検出した際、ユニット制御部１３が異常信号ラインＡＬから異常信号を発する。マスタユニット２は、異常信号ラインＡＬを通じて異常信号を検出すると、異常の発生を検知し、安全保護機能を動作させる。例えば、電池ユニット１内のＦＥＴに異常が発生した際に、ブレーカを遮断させて動作を停止したり、出力を切り離す等、所定の対策を処置を講じる。図１及び図２の例では、ＳＴＯＰラインが異常信号ラインＡＬを構成しており、ＳＴＯＰラインからマスタユニット２に信号が届くと、安全保護機能を動作させる。 The connector 4 connecting between the battery units 1 described above, between the battery unit 1 and the master unit 2 or between the termination resistor units 3 of the battery unit 1 includes an abnormal signal line AL. When each battery unit 1 detects any abnormality, the unit control unit 13 issues an abnormality signal from the abnormality signal line AL. When the master unit 2 detects an abnormality signal through the abnormality signal line AL, the master unit 2 detects the occurrence of the abnormality and operates the safety protection function. For example, when an abnormality occurs in the FET in the battery unit 1, a predetermined measure is taken such as stopping the operation by cutting off the breaker or disconnecting the output. In the example of FIGS. 1 and 2, the STOP line constitutes an abnormal signal line AL, and when a signal reaches the master unit 2 from the STOP line, the safety protection function is activated.

安全保護機能を確実に動作させるため、従来より、各ユニットの組立時に安全保護機能が作動するかどうかの動作確認を行っている。しかしながら、電源システムの施工現場において各ユニットを設置した後、特に各ユニット間の接続のために配線されるケーブルに関しては、目視確認のみとなっていた。これは、一時的に異常信号を発生することが容易に行えないためであった。 In order to ensure that the safety protection function is operated, it has been conventionally confirmed whether or not the safety protection function is activated when each unit is assembled. However, after installing each unit at the construction site of the power supply system, the cables that are wired for connection between the units are only visually confirmed. This is because an abnormal signal cannot be easily generated temporarily.

特に、ケーブル５に含まれる端子の内、ＤＡＴＡ＋、ＤＡＴＡ−、１２Ｖ、ＩＤ、ＧＮＤの各端子については、常時通電されることから、断線等の接続不良時にマスタユニット２側で検出することが可能である。しかしながらＳＴＯＰ端子については、断線時に検出ができない仕様となっている。その一方でＳＴＯＰ端子に接続される異常検出ラインは、電池ユニット１の異常時に電流を遮断する等、安全保護機能を実現する上で重要である。 In particular, among the terminals included in the cable 5, the DATA +, DATA−, 12V, ID, and GND terminals are always energized, so that they can be detected on the master unit 2 side when a connection failure such as disconnection occurs. It is. However, the STOP terminal has a specification that cannot be detected at the time of disconnection. On the other hand, the abnormality detection line connected to the STOP terminal is important for realizing a safety protection function such as cutting off current when the battery unit 1 is abnormal.

そこで本実施の形態においては、設置時に安全保護機能の動作確認を簡便に行えるよう、終端抵抗ユニット３に代えて、異常時動作確認ユニット６を接続して、この異常時動作確認ユニット６で仮想的な異常状態を発生させる構成としている。この方法であれば、単に終端抵抗ユニット３を一時的に異常時動作確認ユニット６に差し替えるだけで異常信号ラインＡＬを異常状態に作動させることができるため、電源システムの設置時の確認試験を極めて簡単に行える利点が得られる。 Therefore, in the present embodiment, an abnormal operation check unit 6 is connected in place of the termination resistor unit 3 so that the operation check of the safety protection function can be easily performed at the time of installation. It is configured to generate a typical abnormal state. With this method, the abnormal signal line AL can be operated to an abnormal state simply by temporarily replacing the termination resistor unit 3 with the abnormal operation confirmation unit 6, so that a confirmation test at the time of installation of the power supply system is extremely difficult. The advantage is that it can be done easily.

図２の例では、異常時動作確認ユニット６は、端部に位置する終端の電池ユニット１Ｚのコネクタ４と接続される動作確認コネクタ４４を備えている。動作確認コネクタ４４は、仮想的に異常信号を生成して異常信号ラインＡＬから送出する。そして各電池ユニット１は、それぞれのコネクタ４を介して異常信号線をＯＲ接続することで、マルチドロップ接続された複数の電池ユニット１の終端に接続されたマスタユニット２はいずれかの電池ユニット１で異常が検出されたことを把握できる。この方法であれば、最終段に接続された終端の電池ユニット１Ｚからマスタユニット２までの異常信号ラインＡＬの配線を、一度に確認することができ、また目視確認よりも確実に行える利点が得られる。 In the example of FIG. 2, the abnormal operation check unit 6 includes an operation check connector 44 connected to the connector 4 of the terminal battery unit 1Z located at the end. The operation confirmation connector 44 virtually generates an abnormal signal and sends it out from the abnormal signal line AL. Each battery unit 1 is OR-connected to the abnormal signal line via the respective connector 4, so that the master unit 2 connected to the terminal end of the plurality of battery units 1 connected in a multidrop manner is any one of the battery units 1. Can understand that an abnormality has been detected. With this method, the wiring of the abnormal signal line AL from the terminal battery unit 1Z connected to the final stage to the master unit 2 can be confirmed at once, and there is an advantage that it can be performed more reliably than visual confirmation. It is done.

異常時動作確認ユニット６は、電池ユニット１の仕様に応じて、異常信号ラインＡＬを、ＨＩＧＨ状態又はＬＯＷ状態とすることで、異常信号を表現するよう構成している。このため動作確認コネクタ４４は、異常信号ラインＡＬと接地ライン５３とを接続している。図２の例では、異常信号ラインＡＬを接地ライン５３に直接接続することで、異常信号ラインＡＬを接地している。ここでは、電池ユニット１で何らかの異常が発生したときに、電池ユニット１のユニット制御部１３が異常信号ラインＡＬをグランドに落とすことで、異常信号を表現する。このため、異常時動作確認ユニット６によって異常信号ラインＡＬを接地することで、一時的に異常状態を作り出すことが可能となる。なおユニット制御部１３が異常検出時に異常信号としてＨＩＧＨ信号を発する場合は、異常時動作確認ユニットの異常信号ラインＡＬと接地ラインとの間に抵抗器を接続すればよい。いずれの場合も、接地ラインは本来的に各電池ユニット１のコネクタ４に含まれているため、既存の設備を利用して容易に異常信号を発生させることが可能となる。このため異常時動作確認ユニット６の製造コストは極めて安価に構成できる。 The abnormal operation check unit 6 is configured to express an abnormal signal by setting the abnormal signal line AL to a HIGH state or a LOW state according to the specifications of the battery unit 1. Therefore, the operation check connector 44 connects the abnormality signal line AL and the ground line 53. In the example of FIG. 2, the abnormal signal line AL is grounded by directly connecting the abnormal signal line AL to the ground line 53. Here, when any abnormality occurs in the battery unit 1, the unit control unit 13 of the battery unit 1 expresses the abnormality signal by dropping the abnormality signal line AL to the ground. For this reason, it is possible to temporarily create an abnormal state by grounding the abnormal signal line AL by the abnormal operation check unit 6. When the unit controller 13 issues a HIGH signal as an abnormal signal when an abnormality is detected, a resistor may be connected between the abnormal signal line AL and the ground line of the abnormal operation check unit. In either case, since the ground line is inherently included in the connector 4 of each battery unit 1, an abnormal signal can be easily generated using existing equipment. For this reason, the manufacturing cost of the abnormal operation check unit 6 can be configured extremely low.

また確認試験後は、単に異常時動作確認ユニット６を終端抵抗ユニット３に戻すだけで足りる。この異常時動作確認ユニット６は、異常信号を発生させるための動作スイッチなどを設ける必要がなく、極めて簡単な構成とできる。 After the confirmation test, it is sufficient to simply return the abnormal operation confirmation unit 6 to the termination resistor unit 3. This abnormal operation check unit 6 does not need to be provided with an operation switch for generating an abnormal signal, and can have a very simple configuration.

さらにコネクタ４の形状として、規格化されたコネクタ形状を利用できる。例えばＬＡＮなどに利用されるＲＪ４５などの既存のコネクタを利用することで、コネクタやケーブルに汎用品を利用して製造コストを一層低減できる。
（異常時動作確認手順） Further, a standardized connector shape can be used as the shape of the connector 4. For example, by using an existing connector such as RJ45 used for a LAN or the like, it is possible to further reduce the manufacturing cost by using a general-purpose product for a connector or a cable.
(Procedure for checking the operation when an error occurs)

以下、異常時動作確認ユニット６を用いて異常時動作確認を行う手順を、図２に基づいて説明する。まず、終端の電池ユニット１Ｚの下流側コネクタ４２に、異常時動作確認ユニット６を接続する。この異常時動作確認ユニット６は、動作確認コネクタ４４の内部でＳＴＯＰ端子とＧＮＤ端子を短絡させている。この結果、下流側コネクタ４２のＳＴＯＰ端子がＬＯＷ信号となり、終端の電池ユニット１Ｚの内部で、上流側コネクタ４１のＳＴＯＰ端子も同様にＬＯＷ信号となる。さらに、終端の電池ユニット１Ｚの上流側に、ケーブル５を介して接続された第二終端電池ユニット１Ｙの下流側コネクタ４２に対しても、同様にＳＴＯＰ端子にＬＯＷ信号が入力される。さらにまた第二終端電池ユニット１Ｙの上流側コネクタ４１に対しても、ＳＴＯＰ端子にＬＯＷ信号が入力される。以下、同様にして第二終端電池ユニット１Ｙの上流側に接続された第三終端電池ユニット１Ｘの下流側コネクタ４２に対しても、同様にＳＴＯＰ端子にＬＯＷ信号が入力されるため、上流側コネクタ４１のＳＴＯＰ端子にもＬＯＷ信号が入力される。このようにして、ケーブル５やコネクタ４などの配線に不良がない限り、順次異常信号が伝達されていき、最終的にマスタユニット２に異常信号が伝達される。マスタユニット２側では、異常信号を受けて、安全保護機能を動作させ、規定に従い安全部品であるブレーカが遮断される。この安全保護動作が実行されることで、異常信号ラインＡＬの配線が正常に行われていることが確認できる。そして正常動作が確認された後、異常時動作確認ユニット６を取り外し、図１に示すように終端抵抗ユニット３を接続して、通常動作可能な状態とする。一方、異常時動作確認ユニット６を接続してもブレーカが遮断されない場合は、いずれかの部位で異常信号ラインＡＬが接続されていないことが確認できるため、各電池ユニットのコネクタ４やケーブル５の接続確認等、必要な処置を行うことができる。 Hereinafter, the procedure for performing the abnormal operation confirmation using the abnormal operation confirmation unit 6 will be described with reference to FIG. First, the abnormal operation check unit 6 is connected to the downstream connector 42 of the terminal battery unit 1Z. The abnormal operation check unit 6 short-circuits the STOP terminal and the GND terminal inside the operation check connector 44. As a result, the STOP terminal of the downstream connector 42 becomes a LOW signal, and the STOP terminal of the upstream connector 41 similarly becomes a LOW signal inside the terminal battery unit 1Z. Further, a LOW signal is similarly input to the STOP terminal for the downstream connector 42 of the second terminal battery unit 1Y connected via the cable 5 upstream of the terminal battery unit 1Z. Furthermore, a LOW signal is also input to the STOP terminal for the upstream connector 41 of the second terminal battery unit 1Y. Similarly, since the LOW signal is similarly input to the STOP terminal for the downstream connector 42 of the third termination battery unit 1X connected to the upstream side of the second termination battery unit 1Y in the same manner, the upstream connector A LOW signal is also input to the STOP terminal 41. In this manner, unless there is a defect in the wiring of the cable 5 and the connector 4, the abnormality signal is sequentially transmitted and finally the abnormality signal is transmitted to the master unit 2. On the master unit 2 side, in response to the abnormal signal, the safety protection function is operated, and the breaker, which is a safety component, is shut off according to the regulations. By executing this safety protection operation, it can be confirmed that the abnormal signal line AL is normally wired. After the normal operation is confirmed, the abnormal operation confirmation unit 6 is removed, and the termination resistor unit 3 is connected as shown in FIG. On the other hand, if the breaker is not shut off even when the abnormal operation check unit 6 is connected, it can be confirmed that the abnormal signal line AL is not connected at any part, so the connector 4 or the cable 5 of each battery unit is not connected. Necessary measures such as connection confirmation can be performed.

このようにして、電源システムの構築後に、終端抵抗ユニット３に代えて異常時動作確認ユニット６を接続するという簡単な操作のみによって、仮想的に異常信号を生じさせて、マスタユニット２の安全保護機能が機能するかどうかを確認することができる。このため、従来困難であった、異常検出が正常に動作するように適切な接続が行われているかどうかの確認を、信頼性高く行えるという利点が得られる。
（電池ユニット１の詳細） In this way, after the power supply system is constructed, the abnormality signal is virtually generated only by the simple operation of connecting the abnormal operation check unit 6 in place of the termination resistor unit 3, and the master unit 2 can be safely protected. You can check if the function works. For this reason, there is an advantage that it can be confirmed with high reliability whether or not an appropriate connection has been made so that abnormality detection operates normally, which has been difficult in the past.
(Details of battery unit 1)

各電池ユニット１は、端縁の電池ユニット１Ｚ、第二終端電池ユニット１Ｙ、第三終端電池ユニット１Ｘで共通のハードウェア構成としている。図３に、各電池ユニット１のブロック図を示す。この図に示す電池ユニット１は、１３個の電池セル１１を直列に接続した電池ブロック１２を、３本並列に接続している。また各電池ブロック１２には、電池セル１１の温度を検出する温度センサや電池ブロック１２のブロック電圧を検出する電圧センサを接続できる。温度センサにはサーミスタ等が利用できる。さらに複数の電池ブロック１２と接続される電池ユニット１の出力ラインＰＬには、電池ユニット１の充放電電流を検出する電流検出部が設けられ、ユニット制御部１３に入力される。ユニット制御部１３は電池セル１１の温度や電池セル１１又はブロック電圧に基づいて電池ブロック１２の過充電、過放電を検出し、異常を検出すると、マスタユニット２に対して異常信号を出力する。マスタユニット２は、異常が発生した電池ユニット１を特定して、ユーザに対して異常の発生を告知すると共に、点検や交換を促す。
（電池セル１１） Each battery unit 1 has a hardware configuration common to the edge battery unit 1Z, the second terminal battery unit 1Y, and the third terminal battery unit 1X. FIG. 3 shows a block diagram of each battery unit 1. In the battery unit 1 shown in this figure, three battery blocks 12 in which 13 battery cells 11 are connected in series are connected in parallel. Each battery block 12 can be connected to a temperature sensor that detects the temperature of the battery cell 11 and a voltage sensor that detects the block voltage of the battery block 12. A thermistor or the like can be used as the temperature sensor. Furthermore, the output line PL of the battery unit 1 connected to the plurality of battery blocks 12 is provided with a current detection unit that detects the charge / discharge current of the battery unit 1 and is input to the unit control unit 13. The unit control unit 13 detects overcharge and overdischarge of the battery block 12 based on the temperature of the battery cell 11 and the battery cell 11 or the block voltage, and outputs an abnormality signal to the master unit 2 when an abnormality is detected. The master unit 2 identifies the battery unit 1 in which an abnormality has occurred, notifies the user of the occurrence of the abnormality, and prompts inspection or replacement.
(Battery cell 11)

電池セル１１は、一方向に延在された円柱状又は円筒状の電池セルの他、角形の外装缶を利用したタイプが利用できる。この電池セル１１は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池が好適に使用できる。特にリチウムイオン二次電池とすることが望ましい。リチウムイオン二次電池は容積密度が高いために、電池パック２０の小型化、軽量化に適している。またリチウムイオン二次電池は充放電可能な温度領域が鉛蓄電池やニッケル水素電池に比べて広く、効率よく充放電が可能になる。 As the battery cell 11, a type using a rectangular outer can in addition to a columnar or cylindrical battery cell extending in one direction can be used. As the battery cell 11, a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a nickel metal hydride battery, or a nickel cadmium battery can be suitably used. In particular, a lithium ion secondary battery is desirable. Since the lithium ion secondary battery has a high volume density, it is suitable for reducing the size and weight of the battery pack 20. Also, the lithium ion secondary battery has a wider chargeable / dischargeable temperature range than lead-acid batteries and nickel metal hydride batteries, and can be charged and discharged efficiently.

また電池セル１１の正極材料にはリン酸鉄系材料を用いることが好ましい。これにより、安全性を高めることができ、充放電の温度依存性を抑制することができ、特に低温時にも比較的高い充放電効率を維持できるので、冬場でも効率よく充放電が可能になる。 Further, it is preferable to use an iron phosphate-based material for the positive electrode material of the battery cell 11. Thereby, safety can be improved, temperature dependence of charging / discharging can be suppressed, and since relatively high charging / discharging efficiency can be maintained even at low temperatures, charging / discharging can be efficiently performed even in winter.

さらにリチウムイオン二次電池の正極は、３成分正極とすることができる。このリチウムイオン二次電池は、正極に、従来のコバルト酸リチウムに代わって、Ｌｉ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ複合酸化物とコバルト酸リチウム混合を利用する。このリチウムイオン二次電池は、正極にリチウムに加えて、３成分からなるＮｉ−Ｍｎ−Ｃｏを使用することから、高電圧で充電して熱安定性が高く、充電最大電圧を４．３Ｖと高くして容量を大きくできる。 Further, the positive electrode of the lithium ion secondary battery can be a three-component positive electrode. This lithium ion secondary battery uses a mixture of Li—Ni—Mn—Co composite oxide and lithium cobalt oxide for the positive electrode instead of the conventional lithium cobalt oxide. Since this lithium ion secondary battery uses Ni-Mn-Co composed of three components in addition to lithium for the positive electrode, it is charged with a high voltage and has high thermal stability, and the maximum charging voltage is 4.3 V. You can increase the capacity.

ただし、充電時の電圧は、使用する電池セル１１において、満充電と判断される電圧よりも意図的に低い電圧に設定することが好ましい。例えば、リチウムイオン二次電池を使用する場合、一般的な条件下では４．２Ｖ付近で満充電と判断されるが、４Ｖで満充電と判定するよう設定する。これにより、電池セルの長寿命化が図れる。 However, it is preferable to set the voltage during charging to a voltage that is intentionally lower than the voltage determined to be fully charged in the battery cell 11 to be used. For example, when a lithium ion secondary battery is used, it is determined to be fully charged at around 4.2 V under general conditions, but is set to be determined as fully charged at 4 V. Thereby, the lifetime of a battery cell can be extended.

なお、上記の例ではマスタユニットを別途用意しているが、これに代えて、電池ユニットに上述の識別情報の処理や安全保護機能に関するマスタユニットの機能を追加することで、上流側に接続した電池ユニットをマスタユニットとして動作させるように構成してもよい。 In the above example, a master unit is prepared separately. Instead, the battery unit is connected to the upstream side by adding the function of the master unit related to the above-described identification information processing and safety protection function. The battery unit may be configured to operate as a master unit.

本発明に係る電源システム、電池ユニット、異常時動作確認ユニット及び電源システムの異常時動作確認方法は、夜間電力や太陽電池パネルで充電して使用する家庭用、プラント用の電源装置等に好適に利用できる。 The power supply system, battery unit, abnormal operation check unit and abnormal operation check method of the power supply system according to the present invention are suitable for household power, plant power supply devices, etc. that are charged with a night power or a solar battery panel. Available.

１００…電源システム
１…電池ユニット
１Ａ…第一電池ユニット
１Ｘ…第三終端電池ユニット
１Ｙ…第二終端電池ユニット
１Ｚ…終端の電池ユニット
２…マスタユニット
３…終端抵抗ユニット
４…コネクタ
５…ケーブル
６…異常時動作確認ユニット
７…終端抵抗
１１…電池セル
１２…電池ブロック
１３…ユニット制御部
１４…アイソレータ
１５…フォトカプラ
３１…終端抵抗器
３２…接続検出抵抗器
４１…上流側コネクタ
４２…下流側コネクタ
４３…終端コネクタ
４４…動作確認コネクタ
５１…識別情報出力ライン
５２…識別情報入力ライン
５３…接地ライン
５４…電圧ライン
ＰＬ…出力ライン
ＴＸＤ…送信データ端子
ＲＸＤ…受信データ端子
ＩＤ＿ＩＮ…ＩＤ入力端子
ＩＤ＿ＯＵＴ…ＩＤ出力端子
ＡＬ…異常信号ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power supply system 1 ... Battery unit 1A ... 1st battery unit 1X ... 3rd termination battery unit 1Y ... 2nd termination battery unit 1Z ... Termination battery unit 2 ... Master unit 3 ... Termination resistance unit 4 ... Connector 5 ... Cable 6 ... Operation check unit 7 at abnormal time ... Terminal resistor 11 ... Battery cell 12 ... Battery block 13 ... Unit control unit 14 ... Isolator 15 ... Photo coupler 31 ... Terminal resistor 32 ... Connection detection resistor 41 ... Upstream connector 42 ... Downstream side Connector 43 ... Terminal connector 44 ... Operation check connector 51 ... Identification information output line 52 ... Identification information input line 53 ... Ground line 54 ... Voltage line PL ... Output line TXD ... Transmission data terminal RXD ... Reception data terminal ID_IN ... ID input terminal ID_OUT ... ID output terminal AL ... Abnormal signal line

Claims

Master unit (2),
A plurality of battery units (1) that are multidrop-connected to connect the master unit (2) to one end, and
Termination resistor unit (3) connected to the other end of the multi-drop connected battery units (1),
A power supply system comprising:
Each battery unit (1)
One or more battery blocks (12) in which a plurality of battery cells (11) are connected in series and / or in parallel;
A unit controller (13) for controlling the battery unit (1);
A pair of connectors (4) connected to the unit controller (13);
With
Each battery unit (1) is connected via connectors (4),
One connector (4) of the terminal battery unit (1Z) located at one end of the multi-drop connected battery units (1) is connected to the terminal resistance unit (3),
One connector (4) of the first battery unit (1A) located at the other end of the plurality of battery units (1) that are multi-drop connected, is connected to the master unit (2),
The connector (4) includes an abnormal signal line (AL),
The unit controller (13) is configured to transmit an abnormal signal through the abnormal signal line (AL) upon detecting an abnormality,
When an abnormal signal is detected via the abnormal signal line (AL), the master unit (2) detects that an abnormality has occurred in one of the battery units (1) and operates a predetermined safety protection function. Is possible,
The connector (4) of the terminal battery unit (1Z) can be connected to an abnormal operation check unit (6) for checking the operation of the abnormal signal line (AL) instead of the terminal resistor unit (3). And
The power supply system, wherein the abnormal operation check unit (6) is configured to generate an abnormal signal in an abnormal signal line (AL) included in the connector (4).

The power supply system according to claim 1,
The power supply system, wherein the master unit (2) is formed by OR-connecting the abnormality signal lines (AL) of the plurality of battery units (1) connected in a multidrop manner.

The power supply system according to claim 2,
A power supply system configured to express an abnormal signal by setting the abnormal signal line (AL) to a HIGH state or a LOW state.

The power supply system according to any one of claims 1 to 3,
The power supply system, wherein the connector (4) is a standardized connector.

The power supply system according to any one of claims 1 to 4,
The connector (4) includes a grounded ground line (53);
The abnormal operation check unit (6) includes an operation check connector (44) connected to the connector (4),
The operation check connector (44) is formed by connecting an abnormal signal line (AL) and a ground line (53).

One or more battery blocks (12) in which a plurality of battery cells (11) are connected in series and / or in parallel;
A unit controller (13) for controlling the battery block (12);
A pair of connectors (4) connected to the unit controller (13);
A battery unit comprising:
The connector (4) can be connected to any one of the other battery unit (1), the master unit (2) for controlling the battery unit (1), and the termination resistor unit (3).
Multi-drop connection of multiple battery units (1), master unit (2) to battery unit (1) located at one end, and termination resistor unit to battery unit (1Z) located at the other end A battery unit that can be connected to (3) to build a power system,
The connector (4) includes an abnormal signal line (AL),
The unit controller (13) is configured to transmit an abnormal signal through the abnormal signal line (AL) upon detecting an abnormality,
In the connector (4), instead of the termination resistor unit (3), an abnormal signal line (AL) included in the connector (4) is caused to generate an abnormal signal, thereby operating the abnormal signal line (AL). A battery unit characterized in that it can be connected to an abnormal operation check unit (6) for checking.

Master unit (2),
A plurality of battery units (1) in multidrop connection with the master unit (2),
Termination resistor unit (3) connected to the edge opposite to the master unit (2) at the edge of the plurality of battery units (1),
In the power supply system connected to the unit, an abnormal operation check unit for checking the operation of the abnormal signal line (AL) included in the connection line connecting each unit,
Operation check connector (44) that can be connected to connector (4) of battery unit (1),
Of the electrical signal terminals included in the operation check connector (44),
The connection terminal of the abnormal signal line (AL) included in the connector (4) of the battery unit (1) connected to the operation confirmation connector (44),
An abnormality signal generating means for connecting to the connection terminal of the ground line included in the connector (4) of the battery unit (1) connected to the operation check connector (44),
With
By connecting the abnormal operation check unit (6) to the battery unit (1) instead of the termination resistor unit (3), an abnormal signal can be virtually generated to perform an abnormal operation check test. An abnormal operation check unit.

Master unit (2),
A plurality of battery units (1) in multidrop connection with the master unit (2);
In the power supply system in which the terminal resistor unit (3) connected to the edge opposite to the master unit (2) at the edge of the plurality of battery units (1) is connected, a connection line for connecting each unit Is an abnormal operation check method for checking the operation of the abnormal signal line (AL) included in
Connect multiple battery units (1) via multi-drop connection via connector (4), connect master unit (2) to battery unit (1) located at one edge, and locate at the other end Connecting the battery unit (1Z) with an abnormal operation check unit (6) for checking the operation of the error signal line (AL);
The abnormal operation check unit (6) generates an abnormal signal to the abnormal signal line (AL) included in the connector (4) of the battery unit (1) connected to the abnormal operation check unit (6). By doing so, the process of checking the operation of the abnormal signal line (AL),
After completion of the operation check step, the abnormal operation check unit (6) is removed from the battery unit (1Z) located at the other end, and impedance matching is performed in the transmission of electrical signals between the connectors (4). Connecting a termination resistor unit (3) for
A method for confirming the operation of the power supply system when an abnormality occurs.

A method for confirming the operation of the power supply system according to claim 8, wherein
The connector (4) includes a grounded ground line (53);
The abnormal operation check unit (6) includes an operation check connector (44) connected to the connector (4),
The operation check connector (44) comprises an abnormality signal line (AL) and a ground line (53) connected to each other, and an operation check method for an abnormality in a power supply system, characterized in that: